DE2532922A1

DE2532922A1 - Mit brennstoff beheizter ofen

Info

Publication number: DE2532922A1
Application number: DE19752532922
Authority: DE
Inventors: Anthony Terence Sheridan
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1976-02-05
Also published as: US3994670A; GB1487385A; FR2280048A1; FR2280048B1; CA1028849A; BE831780A; IT1041404B

Description

Mit Brennstoff beheizter Ofen

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Frennstoff beheizten Ofen und insbesondere auf eine -Tiefofen zur Erhitzung von Stahlblöcken vor dem Walzen»

Die Erfindung geht aus von einem mit Brennstoff ceneiacen Ofen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, der an einem finde einen Hauptbrenner aufweist, weicher über einem Abgaskanal angeordnet und nach dem anderen 3nde des Ofens gerichtet ist, wodurch die Wärmeströmung einen U-förmigen Pfad durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsbrenner unter dem Hauptbrenner an dem einen Ende angeordnet ist, der die Wärmeströmung und die Wärmeübertragung von dort vervollständigt.

Vorzugsweise ist ein Doppelabzugskanal mit zwei Abzügen nebeneinander angeordnet und der Hilfsbrenner ist zwischen ihnen vertikal auf dein Haujjtbrenner zentral an der Stirnwand angeordnet. Die beiden Brenner können im gleichen Abstand voneinander und von der Decke bzw. dem Boden des Ofens angebracht werden.

Der Hauptbrenner oder auch Hauptbrenner und Hilfsbrenner können mit Einrichtungen ausgestattet sein, um die axiale Verwirbelung der Flammen zu verändern, wobei der verbrennbare Brennstoff und die Luft durch eine Venturiöffnung austreten, jedoch hat vorzugsweise nur der Hauptbrenner diese Ausbildung, während der Hilfsbrenner ein solcher mit großer Bewegungsgröße und niedrigem thermischem Input sein kann, z. B. ein Tunnelofen, in dem eine vorvermischte brennbare Brennstoff/Luft-Mischung durch ein am Ende offenes oder geschlossenes poröses feuerfestes Rohr, d. h. durch den Tunnel, gezwungen wird.

Der Hilfsbrenner ist so ausgelegt, dab er mit einem höheren Schub/Brennstoff-Strömungsverhältnis arbeitet als der EaUjjt brenner, aber der Brennstoff eingang des letzteren ist viel größer als der des Hilfsbrenners, wobei das Verhältnis z. B. zwischen 10:1 und 30:1 und im typischen Fall in der Größenordnung von 15:1 liegt. Das SCxaubverhältnis von Hilfsbrenner zu Haupt brenner kann zweckmäüigerweise zwiscnen 0,5 und 0,05 liegen. Ein typisches Verhältnis liegt in der Größenordnung von 0,1.

Durch die Anordnung des Hilfsbrenners und seine Lage relativ zum Hauptbrenner und zum Abzugskanal wird die Temperaturverteilung innerhalb des Tiefofens bei Beschickung mit Stahlblöcken gleichförmiger im Vergleich mit herkömmlichen U-förmig beheizten Öfen. Infolgedessen werden die Temperaturdifferenzen zwischen den verschiedenen Flächen eines

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jeden Blockes merklicii vermindert.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Tiefofen, der mit Stahlblöcken beschickt ist,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Fig. 1.

Der Ofen wird durch eine Grube 1 und ein Dach 2 definiert, die beide mit feuerfestem Material ausgekleidet sind. Zentral an einer Stirnwand sind in der Höhe von einem Drittel bzw. zwei Dritteln des Weges vom Dach nach dem Boden ein Hauptbrenner 3 und ein Hilfsbrenner 4- angeordnet. Außerdem sind zwei Abgasöffnungen 5» 6 im unteren Teil der gleichen Wand angeordnet. Die Grube ist mit zwölf Stahlblöcken 7 in zwei Reihen beschickt und die Blöcke liegen mit einer regulären Neigung der Seitenwand an.

Der Hauptbrenner kann derart ausgebildet sein, dai: eine Veränderung der axialen Verwirbelung der Flammen bewirkt werden kann.

Im einzelnen wird dies dadurch bewerkstelligt, daß Luft in den Raum des aus feuerfestem Material bestehenden Venturirohres 8 konzentrisch zu der Brennstoffgaszufuhr geblasen wird, welches Gas durch ein Zentralrohr 9 zugeführt wird. Die Luft wird durch die axialen Schaufeln 10 in einem inneren Ringkanal und durch Verwirbelungsablenkschaufeln 11 in einem äußeren Kanal geschickt.

Der Hilfsbrenner hat ein sehr viel höheres Schub/Brennstoff-Strömungsverhältnis als der Hauptbrenner und ist als Tunnelbrenner ausgestattet, wobei eine vorvermischte brennbare

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Gas/Luft-Mischung durch ein am Ende offenes Rohr 12 aus feuerfestem Material geschickt wird.

Im Betrieb wird der Schub von Haupt- und Hilfsbrenner so eingestellt, daß der Strahl von dem Hilfsbrenner die Stirnwand erreicht, aber mit einem zu kleinen Momentenfluß, um den Strahl vom Hauptbrenner nach oben nach dem Dach abzulenken. Auf diese Weise wird die Gasströmung veranlaßt, nach den Abzügen zurückzukehren, indem sie zwischen den Blöcken und den Grubenwänden hindurchtritt und dadurch die Wärmeübertragung nach den normalerweise kältesten Teilen der Blöcke erhöht. Dies führt zu einer Verminderung der Temperaturdifferenzen zwischen den Seitenwänden und der oberen und unteren Wand und zu einer Verminderung der Temperaturdifferenzen in der Grube, obgleich dieser Faktor außerdem durch Veränderung der Wirbelung gesteuert werden Kann, die der Strömung durch den Haupt brenner aufgeprägt wird.

Experimentalversuche mit Messungen des kombinierten Geschwindigkeitsprofils der Brenner und das Ausmaß der Vermischung zwischen ihnen in der Grube haben ergeben, daß, um ein unzweckmäßiges Strömungsmuster zu vermeiden, das Schubverhältnis zwischen Hilfsbrenner und Hauptbrenner zwischen 0,5 und 0,05 liegen sollte. In gleicher Weise sollte das thermische Leistungs(Brennstoff)verhältnis im typischen Fall zwischen 0,10 und 0,0$ liegen. Die Anordnung der Brenner in der beschriebenen Weise führt, wie sich gezeigt hat, zu dem angestrebten Strömungsmuster, und die Anordnung der Hilfsbrenner in der unteren Hälfte der Grube bewirkt das notwendige Ausmaßwon Wärmeübertragung nach diesem Raum, während gleichzeitig eine überschüssige Erhitzung benachbarter Blöcke oder ein Auswaschen ihrer innen liegenden Flächen vermieden wirdj einem nachteiligen Einfluß, der daraus resultieren könnte, daß der Hilfsstrahl nach unten

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statt parallel zu dein Hauptstrahl gerichtet wird, sollte ebenfalls Augenmerk gesehenst werden. Typische praktische Anor-inungen sind die folgenden: EiIfsbrennerscnub 1,5 ^; Hilfsbrennerbrennstoffströjnungsrate 3,5 £g/h; Eauptbrennerschub 5»^5 S; HauptbrennercrennsOoffströniungsrate 10-j kg/h.

Die ürfinaung niurae vorstenend unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausfünrungsior;:i beschrieben, üs ist .jedoch klar, daii sahlreicne Abwandlungen getroffen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Z. B. ist es nicht wesentlich, da;s Haupt- und Hilfsbrenner aie dargestellte Ausbilaung haben. Der Hauptorenner könnte statt dessen aucn von der Bauart mit fester Verwirbelung sein und die Praxis hat gezeigt, daß eine Verwirbelungsanderung in vielen Fällen nicnt notwendig ist, und die Hilfstrenner können ebenfalls von der gleichen Bauart sein wie der Hau^tbrenner. Außerdem könnte eine unterschiedliche Ausbildung aes ¹Iurine 1 brenne rs für den Hilfsbrenner gewählt werden, *Aooei die Haupterfordernisse dieses Brenners darin liegen, dai. ein großes Schub/^Iassenströfliungsveriiältnis vorhanden ist.

Claims

Patentansprüche

1. Mit Brennstoff beheizter Ofen mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der an einem 3nde einen Hauptbrenner über einer Abzugsöffnung aufweist und nach dem anaeren Ende des Ofens den Brennstrahl ricntet, so daß die Vvärmeströmung einen U-f orangen Verlauf annimmt, dsaurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsbrenner (4) unter dem Hauptbrenner am gleichen Snde des Ofens vorgesehen ist, der die Wärmeströmung und die WärmeÜbertragung von dort vervollkommnet.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dais zwei Abzüge (5t 6) seitlich nebeneinander angeordnet sind und daii der Hilfsbrenner zwischen ihnen vertikal ausgerichtet auf dem Hauptbrenner in der Mitte der Stirnwand, angeordnet ist.

0. Ofen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt- und Hilfsbrenner mit gleichem Abstand zueinander und zum Dach bzw. dem Boden angeordnet sind.

4. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis ^, dadurch geKennzelehnet , daß der Hauptbrenner Q) ein Venturirohr aufweist und entweder eine feste Verwirbelung der Flammen oder eine variable Verwirbelung bewirkt, wobei der brennbare Brennstoff und die Luft durch die Öffnung austreten.

5. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 4-, daaurch gekennzeichnet, daß der Hilfsbrenner ein Tunnelbrenner ist, in dem eine vorgemischte brennbare Brennstoff/Luft-Mischung über ein offenes oder ein geschlossenes poröses aus feuerfestem Material bestehendes Rohr gedrückt wird.

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6. Ofen nach den Ansprücnen 1 ois 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsbrenner so ausgebildet ist, daß er entweder eine feste oder einstellbare Verwirbelung bewirkt .

7. Ofen nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsbrenner so ausgebildet ist, daß er mit einem höheren Schub/BrennstoffStrömungsverhältnis arbeitet als der Hauptbrenner.

3. Ofen nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Schubverhältnis von Hilfsbrenner zu Hauptbrenner zwiscnen U, 5 und 0,05 liegt.

9· Ofen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das thermische Leistungsverhältnis zwischen Hilfsbrenner und Hauptbrenner zwischen 0,1 und 0,03 liegt.

10. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß er als Tiefofen für Metallblöcke ausgebildet ist.

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